[发明专利]一种测量浪涌电流条件下半导体器件结温方法

摘要

一种测量浪涌电流条件下半导体器件结温方法属于电子器件测试领域。半导体器件的浪涌电流是指在工作电源接通的瞬间，流过器件的峰值电流。由于器件自身或电路寄生电容或电路中容性负载的存在，该峰值电流的数值远远大于器件稳态工作状态下的输入电流，瞬态大电流会引起瞬态温升，严重情况下会导致半导体器件的损毁。本方法相较于传统的电学法，将工作电流和测试电流合二为一。通过对待测器件施加持续时间短，幅值递增变化的电压脉冲，建立专用的校温曲线数据库,利用样条插值法对数据库中的数据进行处理；然后，测量浪涌条件下待测器件两端的电压、电流数据；最后，与数据库中校温曲线数据进行对比，获得待测器件在浪涌电流条件下的结温值。

主权项

1.一种半导体器件在浪涌电流条件下的结温测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将半导体器件(1)与脉冲发生器(4)相连，将半导体器件(1)和数据采集仪器(5)相连，并将半导体器件(1)放入温箱(2)，利用温箱(2)对半导体器件(1)进行加热；步骤二，当半导体器件(1)温度稳定到温箱(2)所设定的温度时，利用脉冲发生器(4)给半导体器件(1)施加电压递增的短脉冲，并通过数据采集仪器(5)测量半导体器件两端的电压、电流数据；步骤三，重复步骤一及步骤二，获得不同温度下的电压‑电流数据，并将所得数据汇总、处理，形成针对半导体器件(1)的校温曲线数据库，而后对校温曲线数据库进行如下处理：1)对测量到的数据按照如下规则排序：优先根据电流值进行排序，当电流值相同时，根据电压值排序，当电流、电压值都相同时，统计电流、电压值相同的点的数量，然后将温度值取平均，作为新点插入数据库中，最终经过排序后的电压‑电流‑温度数据分别存入n×1的列向量，其中n是排序处理后的数据点的数量，电压列向量记为V_n，电流列向量记为I_n，温度列向量记为H_n；2)将V_n拓展为n×n的电压矩阵D_V，每一列的数据与V_n相同，同样将电流拓展为n×n的电流矩阵D_I，每一列的数据与I_n相同；3)经过如下计算获取矩阵D：公式中的运算符号“.^”含义为分别对矩阵中的每个元素做幂运算处理，和分别代表D_V和D_I的转置矩阵，符号“dia₁”含义为将矩阵的对角线元素换为1；4)根据以下公式计算获得矩阵G：G＝dia₀((D.^2).*(ln.(D)‑1))公式中的运算符号“.^”含义为分别对矩阵中的每个元素做幂运算处理，“ln.”含义为分别对矩阵中的每个元素取自然对数，“.*”含义为将两个矩阵的每个元素单独相乘而非普通的矩阵乘法，符号“dia₀”含义为将矩阵的对角线元素换为1；5)根据以下公式计算权重向量W：公式中H_n与步骤三中的第1步中的规定相同，为温度列向量，而代表H_n的转置；步骤四，利用电压源(3)使半导体器件(1)工作，同时利用数据采集仪器(5)测量半导体器件(1)两端的电压电流数据，记测量到的电压为V，电流为I，并建立n×1矩阵V_m和I_m，其中V_m中每个元素均为V，I_m中每个元素均为I，根据以下公式进行计算获得向量DE：DE＝((V_m‑V_n).^2+(I_m‑I_n).^2).^(1/2)公式中的运算符号“.^”含义为分别对矩阵中的每个元素做幂运算处理，V_n和I_n为步骤三中第1步中的电压列向量和电流列向量；步骤五，通过以下公式计算获得结温：T＝W*ins₀((DE.^2).*(ln.(DE)‑1))公式中W为步骤三第5步中的权重向量，运算符号“.^”含义为分别对矩阵中的每个元素做幂运算处理，“ln.”含义为分别对矩阵中的每个元素取自然对数，“ins₀”的含义为当DE某点值为0时，该点代入公式(DE.^2).*(ln.(DE)‑1)的计算结果取值为0。